Vad är termoplastiskt sammansatt material?
Under de senaste åren är utvecklingen av fiberförstärkta termoplastiska kompositer baserade på termoplastisk harts snabb, och forskningen och utvecklingen av denna typ av högpresterande kompositer börjar i världen. Termoplastiska kompositer hänvisar till termoplastiska polymerer (såsom polyeten (PE), polyamid (PA), polyfenylensulfid (PPS), polyeterimid (PEI), polyeter keton (pekk) och polyeter -eterketon (kik) som matrix. Kompositmaterial gjorda av olika kontinuerliga/discontinuerliga fiber (så kolfiber, glasfiber, arylfiber, etc. material.
Termoplastiska lipidbaserade kompositer inkluderar huvudsakligen långfiberarmerad granulär (LFT) kontinuerlig fiberarmerad prepreg MT och glasfiberarmerade termoplastiska kompositer (CMT). Enligt olika användningskrav inkluderar hartsmatrisen PPE-PAPRT, PELPCPES, PEEKPI, PA och annan termoplastisk teknikplast, och dimensionen inkluderar alla möjliga fibervarianter såsom torrtviskviskosfiber och borfiber. Med utvecklingen av tekniken för termoplastisk hartsmatriskomposit och dess återvinningsbarhet är utvecklingen av denna typ av kompositmaterial snabbare. Den termiska superkompoundet har stått för mer än 30% av den totala mängden trädmatriskompositmaterial i utvecklade länder i Europa och Amerika.
Termoplastmatris
Termoplastisk matris är ett slags termoplastiskt material, den har goda mekaniska egenskaper och värmebeständighet, kan användas vid tillverkning av olika industriförsörjningar. Termoplastisk matris kännetecknas av hög styrka, hög värmebeständighet och god korrosionsbeständighet.
För närvarande är termoplastiska hartser applicerade på flygfältet huvudsakligen hög temperaturbeständig och högpresterande hartsmatris, inklusive PEEK, PPS och PEI. Bland dem används amorf PEI mer i stor utsträckning i flygplanstrukturen än semi-kristallina PP: er och PEEK med hög gjutningstemperatur på grund av dess lägre bearbetningstemperatur och bearbetningskostnad.
Termoplastisk harts har bättre mekaniska egenskaper och kemisk korrosionsbeständighet, högre servicetemperatur, hög specifik styrka och hårdhet, utmärkt frakturtillighet och skada tolerans, utmärkt trötthetsresistens, kan formas till komplex geometrisk form och struktur, justerbar värmeledningsförmåga, återvinningsbarhet, god stabilitet i harsh -miljö, repeterbar formning, svetsning och reparation.
Det sammansatta materialet som består av termoplastiskt harts- och förstärkningsmaterial har hållbarhet, hög seghet, hög påverkan motstånd och skadetolerans. Fiber Prepreg behöver inte längre lagras vid låg temperatur, obegränsad förhandslagringsperiod; Kort bildningscykel, svetsning, hög produktionseffektivitet, lätt att reparera; Avfallet kan återvinnas; Produktdesignfriheten är stor, kan göras till komplex form, bilda anpassningsförmåga och många andra fördelar.
Förstärkande material
Egenskaperna hos termoplastiska kompositer beror inte bara på egenskaperna hos harts och förstärkt fiber, utan också nära besläktade med fiberförstärkningsläget. Fiberförstärkningsläget för termoplastiska kompositer innehåller tre grundläggande former: kort fiberförstärkning, lång fiberförstärkning och kontinuerlig fiberförstärkning.
I allmänhet är stapelförstärkta fibrer 0,2 till 0,6 mm långa, och eftersom de flesta fibrer är mindre än 70 um i diameter ser stapelfibrer mer ut som pulver. Kort fiberarmerad termoplast tillverkas vanligtvis genom att blanda fibrer i en smält termoplast. Fiberlängden och slumpmässig orientering i matrisen gör det relativt enkelt att uppnå god vätning. Jämfört med långa fiber- och kontinuerliga fiberarmerade material är korta fiberkompositer lättast att tillverka med minimal förbättring av mekaniska egenskaper. Själlfiberkompositer tenderar att formas eller extruderas för att bilda slutliga komponenter eftersom stapelfibrer har mindre effekt på flytande.
Fiberlängden på långa fiberarmerade kompositer är i allmänhet cirka 20 mm, som vanligtvis framställs genom kontinuerlig fiber som väts i harts och skärs i en viss längd. Den gemensamma processen som används är pultrusionsprocessen, som produceras genom att rita en kontinuerlig rovingblandning av fiber och termoplastharts genom en speciell gjutning. För närvarande kan de strukturella egenskaperna hos långfiberarmerad PEEK -termoplastisk komposit nå mer än 200MPa och modulen kan nå mer än 20GPA genom FDM -utskrift, och egenskaperna kommer att bli bättre genom formsprutning.
Fibrerna i kontinuerliga fiberarmerade kompositer är "kontinuerliga" och varierar i längd från några meter till flera tusen meter. Kontinuerliga fiberkompositer tillhandahåller i allmänhet laminat, prepregs eller flätade tyger, etc., bildade genom att impregnera de kontinuerliga fibrerna med den önskade termoplastiska matrisen.
Vilka är egenskaperna hos fiberförstärkta kompositer
Fiberarmerad komposit är tillverkad av armerade fibermaterial, såsom glasfiber, kolfiber, aramidfiber och matrismaterial genom lindning, formning eller pultrusformningsprocess. Enligt de olika armeringsmaterialen kan vanliga fiberarmerade kompositer delas upp i glasfiberarmerad komposit (GFRP), kolfiberarmerad komposit (CFRP) och aramidfiberarmerad komposit (AFRP).
Fiberarmerade kompositer har följande egenskaper:
(1) hög specifik styrka och stor specifik modul;
(2) Materialegenskaperna är utformade;
(3) god korrosionsmotstånd och hållbarhet;
(4) Koefficienten för värmeutvidgning liknar den för betong.
Dessa egenskaper gör att FRP -material kan tillgodose behoven i utvecklingen av moderna strukturer till stora span, hög, tung belastning, lätt och hög styrka och arbete under hårda förhållanden, men också för att uppfylla kraven i utvecklingen av modern konstruktionindustrialisering, så det är mer och mer använda i en mängd olika civila byggnader, broar, motorvägar, hav, hydrauliska strukturer och underjordiska strukturer och andra områden.
Termoplastiska kompositer har stora utvecklingsutsikter
Enligt rapporten förväntas den globala marknaden för termoplastiska kompositer nå 66,2 miljarder US -dollar år 2030, med en sammansatt årlig tillväxttakt på 7,8% under prognosperioden. Denna ökning kan tillskrivas växande produktbehov inom flyg- och bilsektorerna och exponentiell tillväxt inom byggsektorn. Termoplastiska kompositer används vid byggandet av bostadsbyggnader, infrastruktur och vattenförsörjningsanläggningar. Egenskaper som utmärkt styrka, seghet och förmågan att återvinnas och remoldas gör termoplastiska kompositer idealiska för byggnadsapplikationer.
Termoplastiska kompositer kommer också att användas för att producera lagringstankar, lätta strukturer, fönsterramar, telefonstänger, räcken, rör, paneler och dörrar. Bilindustrin är ett av de viktigaste applikationsområdena. Tillverkarna fokuserar på att förbättra bränsleeffektiviteten genom att ersätta metaller och stål med lätta termoplastiska kompositer. Kolfiber väger till exempel en femtedel så mycket som stål, så det hjälper till att minska fordonets totala vikt. Enligt Europeiska kommissionen kommer koldioxidutsläppsmålet för bilar att höjas från 130 gram per kilometer till 95 gram per kilometer år 2024, vilket förväntas öka efterfrågan på termoplastiska kompositer inom biltillverkningsindustrin.
Utsikterna till termoplastiska kompositer är enorma och inhemska tillverkare investerar mycket i forskning och utveckling. Vi hoppas att med alla gemensamma insatser för alla i framtiden kan inhemsk sammansatt teknik vara i den internationella ledande positionen.
Posttid: april-21-2023